海南大学：《计算机电子电路技术—电路与模拟电子部分》第8章 集成运算放大器

第8章集成运算放大器 集成运放是一种高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直接 耦合放大电路。为抑制零点漂移,对温漂影响最大的第一级采 用了差动放大电路。为提高放大倍数,中间级一般采用有源负 载的共射放大电路。输出级为功率放大电路,为提高此电路的 带负载能力,多采用互补对称输出级电路。 差分放大电路 输入级 中间放大级 互补输出级 偏置电流源 集成运放的原理框图

第8章 集成运算放大器 集成运放的原理框图 集成运放是一种高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直接 耦合放大电路。为抑制零点漂移，对温漂影响最大的第一级采 用了差动放大电路。为提高放大倍数，中间级一般采用有源负 载的共射放大电路。输出级为功率放大电路，为提高此电路的 带负载能力，多采用互补对称输出级电路

8.5集成运放的性能指标 1开环差模电压放大倍数Aod A。大,且稳定。目前高增益集成运放的A可高达 140dB(107倍),理想集成运放认为A。为无穷大 2最大输出电压Upp U/V 10 最大输出电压是指在一定的电源 电压下,集成运放的最大不失真_402 输出电压的峰一峰值。 03-01N002030.U/mV 线性区 10: 09: 00

8.5 集成运放的性能指标 1.开环差模电压放大倍数Aod o od id U A U = Aod大，且稳定。目前高增益集成运放的Aod可高达 140dB (107倍)，理想集成运放认为Aod为无穷大。 2.最大输出电压Uop―p 最大输出电压是指在一定的电源 电压下，集成运放的最大不失真 输出电压的峰—峰值

3差模输入电阻r 般集成运放r为几百千欧至几兆欧,一般认为理想集成 运放的r为无穷大 4输出电阻 c的大小反映了集成运放在小信号输出时的负载能力。有 时只用最大输出电流表示它的极限负载能力。认为理 想集成运放的r为零

3.差模输入电阻rid 一般集成运放rid为几百千欧至几兆欧，一般认为理想集成 运放的rid为无穷大 4.输出电阻 ro的大小反映了集成运放在小信号输出时的负载能力。有 时只用最大输出电流Iomax表示它的极限负载能力。认为理 想集成运放的ro为零

μuA741通用集成运放的典型参数(25°C时) 输人失调电压U1o 5mv 输入失调电流lo 0.2uA 输入偏置电流lB 0.5μ 开环差模电压放大倍数A 109dB 共模抑制比KcwR 80dB 差模输人电阻RM IMn 输出阻抗 200』2 dU//d7的温漂 20uV/℃ dlo/dT的温漂 lnA/℃ 静态功耗 120mW 电源电压 ±(9~18)V

μA741通用集成运放的典型参数(25℃时)

86集成运放应用基础 861低频等效电路 集成运放的信号输入端有两 个,输出端只有一个,故只画出 这三个端,其它端如电源端,调0x2 零端等,仅是保证集成运放正常 工作,而对讨论输出电压与输入 电压的函数关系联系不大,为突 出讨论的核心问题,所以其它端 般不画出。 “三角形”符号表示“放大器” u1:同向输入端电位 L:反向输入端电位 输出端电位

8.6 集成运放应用基础 8.6.1 低频等效电路 集成运放的信号输入端有两 个，输出端只有一个，故只画出 这三个端，其它端如电源端，调 零端等，仅是保证集成运放正常 工作，而对讨论输出电压与输入 电压的函数关系联系不大，为突 出讨论的核心问题，所以其它端 一般不画出。 “三角形”符号表示“放大器” u+ :同向输入端电位 u- :反向输入端电位 uo :输出端电位

8.62理想集成运算放大电路 (1)开环电压放大倍数A0=∞; (2)输入电阻ri=∞; (3)输出电阻ro=0;; U 实际集成运放与理想集成运放比较接近,因此在分析 计算应用电路时,均将集成运放视为理想集成运放来考虑

8.6.2 理想集成运算放大电路 (1)开环电压放大倍数Aod=∞； (2)输入电阻rid=∞； (3)输出电阻rod=0； ； 实际集成运放与理想集成运放比较接近，因此在分析、 计算应用电路时，均将集成运放视为理想集成运放来考虑

863集成运放工作在线性区 d u,= Aud =a(ur-u 线性区 0 L.=u虚短 十 差模:tn=A(u4-l)=Aln 同向:Un=A 反向:Ln=Au

8.6.3 集成运放工作在线性区 ∞ ＋ － ＋ uo u+ u- 线性区 uo uid ( ) u Au A u u o id = = − + − A=  u u 0  − = + − u u + − = 虚短 ( ) : : o d o o u A u u Au u Au u Au + − + − = − = = = 差模: 同向 反向

十 id 线性区 :,= 0 虚断

∞ ＋ － ＋ uo u+ u- 线性区 uo uid r id r o + - + id r =  0 id u u i i r + − + − − = = = 虚断

十 id 线性区 集成运放应用电路的分析计算的依据: u=u 虚短 i=i=0虚断

∞ ＋ － ＋ uo u+ u- 线性区 uo uid 集成运放应用电路的分析计算的依据： i i 0 + − = = u u + − = 虚短 虚断

为了扩展集成运放的线性工作范围,必须通过外部元件引 入负反馈,这是各种线性应用电路的共同点。 例如,F007开环时Ac=105, 十U 输入信号的变化范围仅有 开环时 士01mV,如果引入负反馈后 其闭环增益A=100, 加负反馈后 +A,,F U=(1+AF)a=10

为了扩展集成运放的线性工作范围，必须通过外部元件引 入负反馈，这是各种线性应用电路的共同点。 例如，F007开环时Aod=105 ， 输入信号的变化范围仅有 ±0.1mV，如果引入负反馈后 其闭环增益Auf=100， 3 3 1 10 , (1 ) 10 od od uf o o od uf id s s od id id A A F A U U A A U U U A F U U + = = = = = + =